Micro LED顯示技術的落地速度依然“遲緩”。據業内人士表示,巨量轉移的難度依然是行業“持續向前”的主要壁壘。針對于此,行業亦提供了多種“其它方案”。
Micro LED落地“減速”
2024年以來,Micro LED顯示的發展主題,與“推遲”二字緊密相關。
例如,蘋果暫時放棄Micro LED手表顯示等規劃,導緻歐司朗馬來西亞Micro LED晶片項目夭折;三安光電湖北Mini/Micro LED晶片産業化項目量産規劃推遲到2026年6月,推遲兩年;聚燦光電宿遷Mini/Micro LED 晶片研發及制造擴建項目量産延長到2026年8月……
導緻這種變化的原因主要有三個:第一是,Micro LED目前的市場需求有限,而從傳統LED顆粒尺寸或者Mini尺寸進入到Micro尺寸,現有産能按照像素量計算,會有數倍的提升。第二是,更多企業投入到Micro LED産能建設之中,導緻其潛在的“同步開出”産能大幅增加,尤其是京東方、海信等彩電系新興力量,将“後發先至”作為主要競争抓手。
但是,真正限制了Micro LED上遊産能達産的因素還在于,終端市場的“壓力”。即第三點,在巨量轉移技術依然難以支撐行業低成本大量采用Micro LED方案的背景下,行業企業、特别是上遊晶片企業,正在努力避免供給過剩局面的出現。
或者說等待終端技術成熟,是目前Micro LED産業最主要的“變量”。按照三星和友達的預期,Micro LED顯示要進入規模市場需要降低9成以上的成本——至少同尺寸下,價格與OLED電視要有可比性、基本相當。即行業已經有這樣一個基本共識:Micro LED隻靠性能優勢,而價格成本極具劣勢,在更廣闊的市場是難以赢得競争的。
對于更多的行業企業而言,其認為Micro LED必然要跨過的第一道成本門檻就是:成本低于Mini技術。2020-2023年來,Micro LED晶片成本大約降低了7成以上。但是,對于終端産品而言,晶片目前隻占Micro LED顯示3成的成本,封裝則占比達到4成。實際上,主打低成本的MiP技術路線,在P1.0間距名額的螢幕上,與Mini COB産品成本相當。如果MiP也去做COB式的封裝,其成本可能高于現有的Mini COB産品。
“更小晶片、更小間距、更大規模的同步操作效率、更低成本……這本應是Micro LED主要競争優勢;但是目前實作的隻有更小晶片一個優勢。”面對這樣的局面,行業一直在思考“更多技術路徑”。
巨量轉移:最大瓶頸如何跨越
巨量轉移為核心的封裝環節目前至少占據Micro LED顯示終端的4成以上成本。且,巨量轉移亦是Micro LED顯示整個供應鍊中成熟度最低的環節。
對于Micro LED顯示,理想的方案是巨量的RGB子像素,在巨量轉移技術下,高效、可靠的遷移到驅動基闆,并焊接、密封,成為顯示模組單元。而單一晶圓上,Micro LED的産出量巨大,這就要求最好一次性操作一張晶圓上的全部子像素顆粒,分三次操作RGB三原色子像素……這一過程,顯然對“可靠性”要求特别高。行業普遍認為,三原色RGB巨量轉移可用的标準,至少是6個9的良率以上。
實作巨量轉移高良率非常困難。尤其是讓問題機率低于百萬分之一,更是極其困難。有沒有什麼方案能夠“沒有這麼苛刻”的要求呢?
MiP(Mini/Micro LED in Package)封裝技術是一種将Mini/Micro LED晶片進行晶片級封裝的技術,通過切割成單顆器件,分光混光等步驟完成顯示屏的制作的方案。這一方案最大優勢就是,對巨量轉移的可靠性要求下降1-2個數量級,到十萬分之一,乃至更低一些。RGB組合的晶片級分立器件,在後期進行整屏制作時的可遷移性、可檢測性和可修複性也更佳。采用表貼工藝制作成終端顯示屏,亦相容現有的産業設施。
MiP封裝技術自2020年誕生以來,得到了很好的發展。是目前LED行業推出的量産型Micro LED顯示産品的主流路線。從晶圓到封裝再到終端,全球領先品牌均支援了這一技術方案。但是,MiP也有自身的劣勢:首先是,進一步支援更小的間距名額和更小Micro LED晶片的能力大打折扣;第二是,MiP器件的內建,對于超微間距而言相當于第二次巨量轉移,即随着像素間距縮小,其成本和難度提升迅速;第三是,MiP器件與TFT驅動整合的友好性一般,MiP器件終端産品做表面類COB處理後,成本可能持續高于現有COB技術。
這些缺點中,尤其是對更小間距、更小Micro LED的支援能力不足,是MiP最大的軟肋:即一句話,MiP更多是針對既有LED直顯産品,向Micro LED技術靠攏的“良好選擇”之一;但是,如果真的要讓Micro LED與LCD/OLED顯示技術同台競技,在TV/PC市場一較高下,MiP無法勝任。——MiP隻是現在,不是未來!
對此,業内提出了第二種降低巨量轉移難度的“方略”:即量子點彩色化方案。該技術,采用全藍色LED晶體,并通過為藍光搭配量子點色轉換技術,實作全彩色化。這一技術不僅可以繞過現有Micro LED晶片晶體在綠色和紅色上的均勻、可靠性問題,更是隻需要一次性的藍色LED巨量轉移,不需要三色子像素的三次巨量轉移——巨量轉移難度大幅降低、流程長度縮短三分之二。隻需要一種LED晶體的操作,讓其在檢測和電氣調試等方面也更為簡單。
同時,量子點彩色化技術,是在QD-OLED上實驗成功的“成熟技術”。具有工藝、材料和裝置上的可靠性。該技術方案,隻需要專注于一種藍色LED晶體的巨量轉移即可突破Micro LED顯示大規模商用的難題,且在像素間距名額上“可滿足大尺寸到IT類”需求的應用。
近期,群創推187英寸無縫拼接量子點色轉換Micro LED顯示器。該産品不僅實作了大尺寸化應用,而且采用主動式薄膜電晶體(TFT)驅動背闆,實作了“四邊拼接”。這與目前部分TFT基闆Micro LED隻能雙邊拼接的局限性形成了鮮明對比。群創稱其“無縫拼接量子點色彩轉換AM-MicroLED顯示器技術”,可提供26.4英寸~220英寸定制化尺寸和多種分辨率規格。
對于量子點色轉換技術的Micro LED,其缺點也顯而易見:即依然需要百萬級别以上的巨量轉移可靠性,隻不過,巨量轉移次數和複雜性減少三分之二。同時,通過僅采用一種更成熟的藍色LED晶體,亦進一步降低了産品成本。另一方面,其更大的優勢是對不同分辨率和間距名額的相容能力大幅高于MiP這種分立器件,與TFT玻璃基闆業更相配。其亦不會在既有的Micro LED巨量轉移、檢測和修複工藝與裝置之外,引入增加流程複雜度的二次加工環節。
MiP和量子點彩色化,誰執牛耳
MiP将現有小間距和微間距LED産品導入到Micro LED時代;而量子點彩色化則更能夠将彩電、IT等顯示引入Micro LED目标市場。二者的可作為範圍顯然不同。同時,MiP對巨量轉移的需求是5個9以下,量子點彩色化則是6個9以上,二者的難度不同。——即在同時對巨量轉移和成本,比三原色巨量轉移Micro LED都更為友好的同時,MiP和量子點彩色化的競争既有繼承也有錯位。
另一方面,如果量子點彩色化成為主流,哪怕是一階段内的主流,那麼紅綠Micro LED晶片産能就會很為尴尬。是以量子點彩色化能不能行,規模多大,也影響到上遊産能的布局結構。
綜上述,Micro LED顯示技術面臨巨量轉移一個技術難題、成本一個市場難題,三原色Micro LED、MiP和量子點彩色化等多重技術路線的選擇。在這樣錯綜複雜的格局下,Micro LED顯示技術的發展還需要“按部就班”的不斷嘗試。